10.5 带电粒子在电场中的运动（练习）（原卷版）

试卷第试卷第=page66页，共=sectionpages1212页第5节带电粒子在电场中的运动0101夯实基础1．（多选）如图所示为“质子治疗仪”，质子先被加速到较高的能量，然后被引向并轰击肿瘤，杀死细胞，达到治疗效果。若质子由静止经过电场被匀加速到速度的过程中，通过的位移大小为，已知质子的质量为，电量为，由以上信息可以推算出（）A．该加速电场的电压B．该加速电场的电场强度C．质子加速后的电势能D．运动过程中电场力对质子所做的功2．如图甲，A、B是某电场中条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v－t图像如图乙所示。A、B两点的场强分别为EA、EB，A、B两点的电势分别为、，则（）A．EA=EB B．EA＞EBC．= D．＞3．在如图所示的匀强电场中，一个点电荷以初速度v沿电场线方向进入电场后，若只受电场力作用，则该点电荷（）A．一定做匀速直线运动B．一定做匀加速直线运动C．一定做匀减速直线运动D．可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动4．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）A．极板X应带正电 B．极板X'应带负电C．极板Y应带正电 D．极板Y'应带正电5．电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列操作可使v增大的是（）A．仅增大U B．仅减小U C．仅增大d D．仅减小d6．如图甲所示，两水平金属板的间距和长度相等，板间电场的电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，一带电微粒以某一速度沿中线射入两金属板间，0〜时间内微粒做匀速直线运动，t=T时刻微粒恰好到达金属板的边缘。空气阻力不计。微粒到达金属板的边缘时的速率与其从两金属板间射入时的速率之比为（）A． B． C．2 D．7．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为的带电小球，以初速度从点竖直向上运动，通过点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从运动到的过程中，速度大小的最小值为（）A． B． C． D．08．（多选）示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。如图所示，质量为m的带电粒子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向从正中间射入偏转电场，并从另一侧射出。已知带电粒子的电荷量为q，加速电场电压为U1，偏转电场的极板长度为L，两极板间的距离为d，偏转电场极板间的电压为U2且可调节，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（）A．粒子离开偏转电场时的动能为q（U1+U2）B．同种电性的不同带电粒子，射出装置的位置相同C．减小U2，带电粒子通过偏转电场的时间变长D．若粒子刚好从下极板边缘离开偏转电场，则9．如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为，进入漂移管E时速度为，电源频率为，漂移管间缝隙很小。质子在每个管内运动时间视为电源周期的，质子的荷质比取。则（）A．漂移管需要用绝缘材料制成B．各漂移管的长度应相等C．漂移管B的长度为0.6mD．相邻漂移管间的加速电压10．（多选）示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间变化的情况。示波器的内部构造简化图如图所示，电子经电子枪加速后进入偏转电场，最终打在荧光屏上。下列关于所加偏转电压与荧光屏上得到图形的说法中正确的是（）A．如果只在上加图甲所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图（b）B．如果只在上加图乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图（a）C．如果在、上分别加图甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图（c）D．如果在，上分别加图甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图（d）11．如图所示，长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置，ab为两板的中心线．质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从左侧极板附近由静止开始经电压为U1的电场加速后，从a点水平射入．求：(1)粒子从a点射入的速度v0；(2)若将两金属板接上恒定电压U2，使粒子恰好打到金属板的中点，求电压U2的大小；12．如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面形成的角度为。若一电荷量为q的正电小球恰能沿图中虚线所示水平向左做匀加速直线运动通过电容器，已知小球的质量为m，平行板电容器之间的距离为d，重力加速度为g。求：（1）上极板带的电性及小球的加速度大小；（2）下极板与上极板的电势差。0202能力提升13．如图所示，示波管由电子枪、竖直方向偏转电极YY、水平方向偏转电极XX＇和荧光屏组成。电极。YY＇、XX＇的长度均为l、间距均为d。若电子枪的加速电压为，XX＇极板间的电压为（X端接为高电势），YY＇极板间的电压为零。电子刚离开金属丝时速度可视为零，从电子枪射出后沿示波管轴线OO＇方向（O＇在荧光屏正中央）进入偏转电极。电子电荷量为e则电子（）A．会打在荧光屏左上角形成光斑B．打在荧光屏上时的动能大小为C．打在荧光屏上的位置与的距离为D．打在荧光屏上时，速度方向与OO＇的夹角满足14．示波器可用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管。示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构如图甲所示。图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图。在偏转电极、上都不加电压时，从电子枪发出的电子束沿直线运动，打在荧光屏中心，在O点产生一个亮斑。若同时在两个偏转电极上分别加和两个交流电信号，则在荧光屏上会观察到（）A． B． C． D．15．（多选）如图所示，一绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，上端连接一带正电的光滑滑块P，滑块所处的空间存在着沿斜面向上的匀强电场，滑块平衡时，弹簧恰好处于原长状态。现给滑块一沿斜面向下的初速度，滑块最低能运动到M点，在滑块从开始运动至到达最低点M的过程中，以下说法正确的是（）A．滑块机械能的减少量等于滑块克服电场力所做的功B．滑块电势能的增加量等于滑块重力势能的减少量C．弹簧弹性势能的增加量等于滑块动能的减少量D．滑块动能的变化量等于电场力和重力做功的代数和16．（多选）如图所示，一个带电荷量为－q的油滴从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成θ角。已知油滴的质量为m，测得油滴到达运动轨迹的最高点时，它的速度大小也为v。下列说法正确的是

（

）A．最高点一定在O的左上方B．最高点一定在O的右上方C．最高点与O点间的电势差为零D．最高点与O点间的电势差为17．如图所示，在一水平向左的匀强电场中，光滑绝缘直角三角形斜劈ABC被固定在水平面上，其斜面长，倾角为。有一个电荷量为、质量为的带负电小物块（可视为质点）恰能静止在斜面的顶端A处，，。求：（1）带电小物块的电性及AB两点间的电势差；（2）若电场强度减小为原来的三分之一时小物块从A下滑到B的时间t。18．如图所示，水平位置的平行板电容器，原来A、B两板不带电，B极板接地，它的极板长，两板间距离，现有一粒子质量，带电荷量，以一定初速度从两板中央平行于极板射入，由于重力作用粒子恰好能落到A板的中点处，取。试求：（1）若粒子从右侧飞出，A极板电势能不能取负值？说明理由。（2）带电粒子入射初速度的大小；（3）现使电容器带上电荷，使带电粒子能从平行板电容器的右侧射出，则带电后A板电势的取值范围？19．如图甲所示，真空室中加热的阴极K发出的电子（初速度不计）经电场加速后，由小孔S沿两平行金属板M、N的中心线OO'射入板间，加速电压为，M、N板长为L，两板相距。加在M、N两板间电压随时间t变化的关系图线如图乙所示，变化周期为，M、N板间的电场可看成匀强电场，忽略板外空间的电场。在每个粒子通过电场区域的极短时间内，两板电压可视作不变，板M、N右侧距板右端L处放置一足够大的荧光屏，屏与OO'垂直，交点为O'。已知电子的质量为m，电荷量为e，忽略电子重力及电子间的相互作用，不考虑相对论效应。求：（1）若加速电场两板间距离为d，求电子加速至O点所用时间t；（2）电子刚好从M板的右边缘离开偏转电场时，M、N板间的电压；（3）在荧光屏上有电子到达的区域的长度。20．如图（a）所示，两竖直平行金属板A、B与x轴垂直，接在电压大小为的稳压电源上，A板过原点，在B板上靠近中间处有一长度的水平狭缝．在B板右侧水平放置边长为的两正方形平行金属板C、D，两板间距，距板右端处垂直x轴有一足够大的荧光屏。A板中间位置沿z轴方向有一线形离子源，可以连续释放初速度为零的正离子。已知离子源、B板上的狭缝和C、D板中间线均在同一水平面内，且C、D板不加电压时，屏上会出现长2cm一条水平亮线．现在C、D两极板间接上如图（b）所示的交变电压（若每个离子穿过C、D板间的时间极短，可认为此过程中C、D板间电压不变，极板间形成的电场可视为匀强电场），忽略电场的边缘效应，不计离子重力以及离子间的相互作用力，离子的比荷均为。求：（1）离子穿过B板狭缝时的速度大小；（2）C、D板间电压为时，离子离开C、D板时的速度与水平方向夹角（即速度偏向角）的正切值；（3）离子打在屏上的区域面积S。

21．（23-24高二上·浙江金华·期末）如图所示，由电子枪发出的电子从静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可视为匀强电场，偏转电极YY＇之间电压为U，极板长度为L，两极板间距离为d。不计电子重力和电子间相互作用，求：（1）电子离开加速电场时的速度大小v0；（2）电子在偏转电场中的加速度大小a；（3）电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏移距离y。（4）有一种电子仪器叫作示波器，可以用来观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件是示波管，它的原理图如下图所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极XX′之间和偏转电极YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。若要亮斑从中心O点移至正对屏幕的右下方，请简要说明如何操作。0303链接高考22．（2023·湖北·高考真题）（多选）一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（

）

A．B．C．微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2D．仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变23．（2021·湖南·高考真题）（多选）如图，圆心为的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和为该圆直径。将电荷量为的粒子从点移动到点，电场力做功为；若将该粒子从点移动到点，电场力做功为。下列说法正确的是（）A．该匀强电场的场强方向与平行B．将该粒子从点移动到点，电场力做功为C．点电势低于点电势D．若只受电场力，从点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动24．（2024·辽宁·高考真题）在水平方向的匀强电场中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直面（纸面）内运动。如图，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到O点等高处的过程中（）A．动能减小，电势能增大 B．动能增大，电势能增